Beklenen değer, ortalama ve varyans

Python ile Olasılığın Temelleri

Alexander A. Ramírez M.

CEO @ Synergy Vision

Beklenen değer

Beklenen değer: Olası sonuçların olasılıklarıyla ağırlıklandırılmış toplamı.

$$ E(X) = \sum_{i=1}^{k} x_ip_i = x_1p_1 + x_2p_2 + \cdots + x_kp_k $$

Python ile Olasılığın Temelleri

Beklenen değer

Ayrık bir rassal değişkenin beklenen değeri, olası sonuçların olasılıklarıyla ağırlıklandırılmış toplamıdır.

$$ E(X) = \sum_{i=1}^{k} x_ip_i = x_1p_1 + x_2p_2 + \cdots + x_kp_k $$

Bizim durumda, yazı-tura için:

$$ E(X) = \sum_{i=1}^{2} x_ip_i = x_1p_1 + x_2p_2 = \color{red}{0\times (1-p)} + 1\times p = p $$

Python ile Olasılığın Temelleri

Beklenen değer (Devam)

Ayrık bir rassal değişkenin beklenen değeri, olası sonuçların olasılıklarıyla ağırlıklandırılmış toplamıdır.

$$ E(X) = \sum_{i=1}^{k} x_ip_i = x_1p_1 + x_2p_2 + \cdots + x_kp_k $$

Bizim durumda, yazı-tura için:

$$ E(X) = \sum_{i=1}^{2} x_ip_i = x_1p_1 + x_2p_2 = 0\times (1-p) + \color{red}{1\times p} = p $$

Python ile Olasılığın Temelleri

Aritmetik ortalama

Her $x_i$, tek bir deneyin sonucudur (ör. yazı-tura, 0 ya da 1).

$$ \bar{X} = \frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n} x_i = \frac{1}{n}(x_1+x_2+\cdots +x_n) $$

Python'da aritmetik ortalamayı almak için scipy.stats.describe() fonksiyonunu kullanacağız.

from scipy.stats import describe
describe([0,1]).mean
0.5
Python ile Olasılığın Temelleri

100 Adil Yazı-Tura İçin Örnek Ortalama Grafiği

Python ile Olasılığın Temelleri

1000 Adil Yazı-Tura İçin Örnek Ortalama Grafiği

Python ile Olasılığın Temelleri

10000 Adil Yazı-Tura İçin Örnek Ortalama Grafiği

Python ile Olasılığın Temelleri

Varyans

Varyans, yayılımın bir ölçüsüdür.

Beklenen değerden sapmanın karesinin beklenen değeridir.

$$ Var(X) = E[(X - E(X))^2] = \sum_{i=1}^{n}p_i \times (x_i-E(X))^2 $$

Python'da örnek varyansı almak için scipy.stats.describe() fonksiyonunu kullanacağız.

describe([0,1]).variance
0.5
Python ile Olasılığın Temelleri

Binom dağılımında beklenen değer ve varyans

$X\sim Binomial(n, p)$ için

$$ E(X) = n \times p $$

$$ Var(X) = n \times p \times (1-p) $$

Örnek: $n=10$ ve $p=0.5$

  • $E(X)=10\times 0.5 = 5$
  • $Var(X) = 10\times 0.5\times 0.5 = 2.5$
Python ile Olasılığın Temelleri

Binom dağılımında beklenen değer ve varyans (Devam)

Python'da beklenen değer ve varyansı almak için binom.stats() metodunu kullanacağız.

binom.stats(n=10, p=0.5)
(array(5.), array(2.5))
Python ile Olasılığın Temelleri

Binom dağılımında beklenen değer ve varyans (Devam)

Bir adil yazı-tura için beklenen değer ve varyans nedir?

binom.stats(n=1, p=0.5)
(array(0.5), array(0.25))

Başarı olasılığı %30 olan bir yanlı yazı-tura için beklenen değer ve varyans nedir?

binom.stats(n=1, p=0.3)
(array(0.3), array(0.21))
Python ile Olasılığın Temelleri

Binom dağılımında beklenen değer ve varyans (Devam)

10 adil yazı-tura için beklenen değer ve varyans nedir?

binom.stats(n=10, p=0.5)
(array(5.), array(2.5))
Python ile Olasılığın Temelleri

Veriden beklenen değer ve varyans hesaplayalım

Python ile Olasılığın Temelleri

Preparing Video For Download...